JPH03157074A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、パルス光源から照射され被検体を透過したパ
ルス光を光学系で光学像に変換し、該光学像に基づき固
体撮像素子内の受光手段に蓄積した電荷を、フレーム蓄
積インターレスモードでフィールドシフトパルスにより
垂直転送手段に転送する撮像装置に関し、例えばＸ線源
から曝射された被検体を透過したＸ線をイメージインテ
ンシファイヤにより光学像に変換し、この光学像を前記
ＴＶ左カメラ画像入力してＴＶモニタに透視像を表示す
る撮像装置に関する。

（従来の技術） 撮影装置は被検体にパルス光を照射するパルス光源、こ
のパルス光源を透過したパルス光を光学像に変換し光学
像を伝送するための例えばレンズ等からなる光学系、こ
の光学系からのパルス光を入力して表示装置に適した映
像信号に変換する固体撮像素子を備えて構成される。こ
の撮像装置の一例として例えばＸ線診断装置におけるデ
ィジタルＸ線透視撮像装置がある。

このディジタルＸ線透視撮像装置は、撮像管を撮像デバ
イスとしており、この撮像管を用いて撮像する場合には
、撮像管の特性から第３図に示すように垂直同期信号Ｖ
Ｄのブランキング期間ＢＬ内にＸ線パルスＸＰＩを発生
させる必要があった。

一方、近年撮像管に代わって、ＣＣＤ等のフレーム蓄積
インターレスモードを採用した固体撮像素子が用いられ
るようになってきた。このＣＣＤ等のＴＶ左カメラ、１
フレームを、奇数フィールドおよび偶数フィールドから
構成するインターレススキャンを行なう素子が多い。

このインターレススキャンモードを有する固体撮像素子
を用い、Ｘ線パルスにより撮影像を得るには、フィール
ド蓄積モードに比較して垂直空間解像度が向上すること
から、フレーム蓄積インターレスモードを用いると有利
である。またパルス光源は連続光源よりも被検体の動き
によるボケが少ないことから、フレーム蓄積インターレ
スモードであって、パルス光源を用いることが望まれる
。

また固体撮像素子には、画素間の電荷リークを多少犠牲
にして、感度向上を図ったものとして例えばアモルファ
スシリコン積層型のＣＯＤ固体撮像素子がある。このア
モルファスシリコン積層型のＣＣＤ撮像素子（Ｐ　ｏｆ
　１ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　−１ａｙｅｒｅｄＳ　ｏｌ
ｌｄｓｔａｔｅ　Ｉ　ＩＩａｇｌｎｇ　　Ｄ　ｅｖｌｃ
ｅ　　以下ＰＳＩＤと略称する。）は、光電変換はａ−
３ｔ層で行なうので、受光部の開口率を１００％にでき
、高感度素子が実現できる。

第４図はこの踵の固体撮像索子の奇数フィールド、偶数
フィールドの蓄積電荷を受光部から垂直転送部へ転送す
るためのフィールドシフトパルスとＸ線パルスとの関係
を示すタイミング図、第５図は前記固体撮像素子の概略
構成図である。

この固体撮像素子は、複数併設され光学像を入力する受
光手段としての各受光部２２ａ〜２２ｎと、この各受光
部２２ａ〜２２ｎと交互に併設され前記各受光部２２ａ
〜２２ｎにより画素Ａ２画素Ｂに蓄積した電荷を、フィ
ールドシフト後、垂直方向に転送する各垂直転送部２４
ａ〜２４ｎとからなる。また各垂直転送部２４ａ〜２４
ｎは、奇数の画素人に蓄積された電荷をフィールドシフ
ト（φＶ＋）後、奇数フィールドで転送し、偶数の画素
Ｂに蓄積された電荷をフィールドシフト（φＶｉ）後、
偶数フィールドで転送する。

このような固体撮像素子を用いれば、Ｘ線パルスＸＰ２
を垂直同期信号のブランキング期間ＢＬ中に限、ること
なく、フィールドシフトパルスφｖ１．φＶ、に挾まれ
た偶数フィールド期間中ｔｏにＸ線パルスＸＰ２を発生
することができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述したＰＳＩＤを用いると次のような
問題がある。

第６図は従来のフレーム蓄積インターレスモードによる
電荷リークを示すタイミング図である。

第６図に示すようにＸ線パルスＸＰ２に対して奇数フィ
ールド及び偶数フィールドの電荷転送のためのフィール
ドシフトパルスφＶｌ、　　φｖ３が同期している。ま
た１フレ一ム期間毎に蓄積した電荷を読出すフレーム蓄
積インターレスモードで奇数画素の電荷および偶数画素
の電荷が交互に転送される。

したがって、例えば偶数フィールド期間中でＸ線パルス
ＸＰ２を曝射した後、フィールドシフトパルスφ■、に
より偶数画素に蓄積された電荷を垂直転送部２４に転送
し、偶数フィールドの電荷を読出すことができる。

しかしながら、入力画像の空間的な濃度変化が大きい時
には、第６図に示すように期間ｔ１で奇数画素と偶数画
素とに蓄積された電荷量が大きくなり、この結果、画素
間で電荷のリークが起きてしまう。また第６図において
は、偶数画素から奇数画素へ電荷がリークする例を示し
たが、この逆も当然に発生し得る。このため空間解像度
が劣化するという問題があった、 そこで本発明の目的は、期間ｔ１における電荷リークを
低減することにより、空間解像度を劣化させることなく
、画像の解像度を向上し得る撮像装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の問題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。本発明は、パルス光源から照射され
被検体を透過したパルス光を光学系て光学像に変換し、
該光学像に基づき固体撮像素子内の受光手段に蓄積した
電荷を、フレーム蓄積インターレスモードでフィールド
シフトノくルスにより垂直転送手段に転送する撮像装置
において、前記パルス光源に対するパルス光を、前記電
荷の転送フィールドの直前におけるフィールド期間中で
あって、前記電荷の転送フィールドのための前記フィー
ルドシフトパルスに近接して発生させるように制御する
制御手段を備えたことを特徴とする。

（作　用） このような手段を講じたことにより次のような作用を呈
する。パルス光が電荷の転送フィールドの直前における
フィールド期間中であって、電荷の転送フィールドのた
めのフィールドシフトパルスに近接して発生すると、こ
のパルス光の発生時から電荷の転送フィールドの開始時
までの期間ｔ１が短くなることから、画素間の電荷のリ
ークが減少するので、これにより空間解像度は劣化する
ことがなく、画像の解像度を向上できる。

（実施例） 第１図は本発明に係る撮像装置の一実施例としてのディ
ジタルＸ線透視撮像装置を示す概略構成図、第２図はＸ
線パルスとフィールドシフト１＜ルスとの関係を示すタ
イミング図である。ディジタルＸ線透視撮像装置は次の
ように構成されている。

第１図において、パルス光源としてのＸ線源１はＸ線パ
ルスを被検体２に曝射し、光学系としてのイメージイン
テンファイヤ３（以下１．ｔと称する。）は被検体２を
透過したＸ線を入力し光学像に変換する。

アナログ信号処理部５は、例えば固体撮像素子からなる
ＴＶ左カメラあり、レンズ等からなる光学系４を介して
１．１３からの光学像を人力しアナログ態様のＴＶ映像
信号に変換する。

駆動パルス発生器６は、後述するシステムコントローラ
２０からの制御信号により、アナログ信号処理部５の受
光部で蓄積された奇数画素及び偶数画素の電荷を垂直転
送部に転送するためのフィールドシフトパルスφＶ３．
φＶ３をはじめとする駆動パルスを発生する。

Ａ／Ｄ変換器７は、アナログ信号処理部５から人力する
ＴＶ映像信号をディジタル信号に変換し、この信号を記
録部８に記録する。

処理回路９は記録部８からのディジタルデータに基づき
各種の処理を行ない、アナログ変換するＤ／Ａ変換器１
０に出力する。

ＴＶモニタ１１はＤ／Ａ変換器１０からの前記被検体２
の透視像を表示する。

制御手段としての前記システムコントローラ２０は、前
記Ｘ線コントローラ１５１［１）パルス発生器６．Ａ／
Ｄ変換器７．記録部８．処理回路９、Ｄ／Ａ変換器１０
およびＴＶモニタ１１を制御する。

制御手段としての前記Ｘ線コントローラ１５は、前記シ
ステムコントローラ２０からの制御信号を入力し、前記
Ｘ線源１に対するＸ線パルスを、電荷の転送フィールド
の直前におけるフィールド期間中であって、前記電荷の
転送フィールドのための前記フィールドシフトパルスに
近接して発生させるように制御する。

次にこのように構成された実施例の作用を前記第１図お
よび第２図を参照して説明する。まず、Ｘ線源１から被
検体２にＸ線パルスが曝射されると、被検体２を透過し
たＸ線は１．１３により光学像に変換される。そして１
．１３からの光学像は光学系４を介してアナログ信号処
理部５に画像入力される。すなわちアナログ信号処理部
５では次のような処理が行なわれる。

まずＸ線コントローラ１５は、システムコントローラ２
０からの制御信号を入力すると、Ｘ線源１に対して、フ
ィールドシフトパルスφＶ１に近接してその直前にＸ線
パルスＸＰ３を発生するように制御する。

このようにＸ線パルスＸＰ、の発生タイミングを制御す
ると、アナログ信号処理部５では、第２図に示すように
偶数フィールド期間中の期間ｔ３、すなわち電荷を蓄積
している期間が従来の期間ｔ、から期間ｔ、と大幅に短
縮されるので、これにより偶数フィールド期間で奇数画
素と偶数画素間に生じる電荷のリークは大幅に減少する
こととなり、画像の解像度を大幅に向上することができ
る。

なお前記実施例において、期間ｔ、をあまりにも短縮し
てしまうと、光量不足となる。そこでこの光量を補うた
めの変形例として、Ｘ線パルスのパルス幅ヲ、フィール
ドシフトパルスφ■１側から左側に僅かながら広げたＸ
線パルスＸＰ４であってもよい。

さらには前記Ｘ線パルスＸＰ４の変形例として、フィー
ルドシフトパルスφ■１側から左側にパルス数を２つ設
けたものであっても前記同様な効果が得られる。

さらに本出願人は上記実施例に類似する出願を既に特願
平１−７４９４５で出願している。前述した如く、第６
図に示すように奇数画素に蓄積された電荷を読み出した
後の期間ｔ２においても、奇数画素、偶数画素間にリー
クが発生するが、前記出願中の発明は、電荷読み出し方
法により前記期間ｔ２におけるリーク発生を１方止する
ようにしたものである。

なお本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
い。上述した実施例においては、アナログ信号処理部５
の固体撮像素子としてＰＳＩＤを例として説明したが、
その他の固体撮像素子であっても良い。また上述した実
施例ではＸ線透視撮像装置においてＸ線パルスを用いた
が、例えば放射線治療装置における放射線であっても良
く、さらにはその他の撮像装置であっても適用できる。

このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、パルス光が電荷の転送フィールドの直
前におけるフィールド期間中であって、電荷の転送フィ
ールドのためのフィールドシフトパルスに近接して発生
すると、このパルス光の発生時から電荷の転送フィール
ドの開始時までの期間が短くなることから、この期間に
おいて画素間に生じる電荷のリークが減少するので、こ
れにより空間解像度は劣化することがなく、画像の解像
度を向上できる撮像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る撮像装置の一実施例としてのディ
ジタルＸ線透視撮像装置を示す概略構成図、第２図はＸ
線パルスとフィールドシフトパルスとの関係を示すタイ
ミング図、第３図は従来の撮像管を用いた場合における
垂直同期信号及びＸ線パルスを示すタイミング図、第４
図は従来のフィールドシフトパルスとＸ線パルスとの関
係を示すタイミング図、第５図はアモルファスシリコン
積層型のＣＣＤ固体撮像素子を示す概略構成図、第６図
は従来のフレーム蓄積インターレスモードによる電荷リ
ークを示すタイミング図である。 １・・・Ｘ線管、２・・・被検体、３・・・イメージイ
ンテンシッフイヤ（１，１）、４・・・光学系、５・・
・ＴＶカメラ、６・・・駆動パルス発生器、７・・・Ａ
／Ｄ変換器、８・・・記録部、９・・・処理回路、１０
・・・Ｄ／Ａ変換器、１１・・・ＴＶモニタ、１５・・
・Ｘ線コントローラ、２０・・・システムコントローラ
、ＶＤ・・・垂直同期信号、ＸＰＩ−ＸＰ、・・・Ｘ線
パルス、φＶφＶ、・・・フィールドシフトパルス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルス光源から照射され被検体を透過したパルス光を光
   学系で光学像に変換し、該光学像に基づき固体撮像素子
   内の受光手段に蓄積した電荷を、フレーム蓄積インター
   レスモードでフィールドシフトパルスにより垂直転送手
   段に転送する撮像装置において、前記パルス光源に対す
   るパルス光を、前記電荷の転送フィールドの直前におけ
   るフィールド期間中であって、前記電荷の転送フィール
   ドのための前記フィールドシフトパルスに近接して発生
   させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とす
   る撮像装置。